Découverte d'un Nouveau Type de Cellule Nerveuse Régénération des Neurones avec des Cellules Artificielles Hybrides

Le cerveau humain change et évolue constamment 

et la science avance dans sa recherche sur le cerveau

Un nouveau type de neurone fait circuler l'information plus rapidement

La plus récente découverte sur le cerveau est vraiment étonnante, puisque c’est la conclusion d’un nouveau type de neurones qui a intrigué les scientifiques.

Avec une morphologie qui est atypique dans ce type de cellules nerveuses, elles ont été trouvées dans le cerveau des souris, plus précisément dans l’hippocampe, la région qui contrôle la mémoire.

Les souris ayant la même structure de cerveau que les humains, il n’est pas surprenant que ces cellules soient aussi dans notre cerveau. Bien que sa fonction ne soit pas connue à l’heure actuelle, sa localisation devrait revêtir une grande importance pour la compréhension future du fonctionnement de cet organe.

Les neurones classiques sont structurés en trois parties : les dendrites qui reçoivent le signal, le corps cellulaire par lequel transite le signal, et l'axone qui conduit le signal électrique vers d'autres cellules nerveuses.

Les neurones sont des cellules nerveuses qui transmettent des messages dans le cerveau à pleine vitesse et donc à travers le corps en tournant des signaux électriques entre eux.

Ces cellules varient en taille et en leur forme mais partagent des caractéristiques similaires par rapport à son fonctionnement. Chaque cellule nerveuse a un des récepteurs en forme de doigts appelés dendrites et ces messages sont transmis à travers le corps de la cellule, puis un axone long, mince porte le message à une autre cellule.

Les dendrites sont des structures qui ressemblent à des branches d’arbres, qui reçoivent les signaux d’autres cellules nerveuses et sont déposés dans le corps d’une cellule. Les neurones traitent le signal et l’orientent vers la cellule suivante au moyen d’une extension longue et mince appelée axone.

Des chercheurs de l'Université de Heidelberg en Allemagne, dont les résultats ont été publiés en septembre 2014 dans la revue Neuron, ont découvert dans le cerveau des souris un nouveau type de neurone dans les cellules triangulaires de l'hippocampe, qui transmet les signaux électriques de façon particulièrement efficace. Dans ces nouvelles cellules, l'axone provient directement d'une dendrite entourant le corps cellulaire. Cette structure permet la transmission améliorée par rapport à l'information normale des neurones.

Cellules triangulaires

L'hippocampe est la région du cerveau qui est impliqué dans le processus de mémoire et il est important pour la cognition spatiale. Cette partie du cerveau consolide les informations pendant la journée et reproduit les mêmes modèles à un rythme très rapide pendant le sommeil.

Les chercheurs ont étudié les effets des signaux reçus par les axones. Pour cela, une substance a été injectée sous forme d'un émetteur de neurones dans le tissu cérébral de souris. Cette substance “messager“ a été activée à l'aide d'impulsions lumineuses.

L'axone (en vert) est directement
connecté aux dendrites (en rouge)

Les mesures indiquent que les dendrites qui sont connectées directement à l'axone, propagent activement même les plus petits stimuli, et activent le neurone. Une simulation informatique réalisée par les chercheurs prédit que cet effet est particulièrement frappant lorsque le flux d'informations provenant d'autres dendrites à l'axone est supprimé par le flux de signaux inhibiteurs du corps de la cellule. Ainsi, l'information véhiculée par cette dendrite si spéciale influe sur le comportement de la cellule nerveuse plutôt que du courant provenant de toute autre dendrite.

Cellule réceptrice

La circulation du signal électrique dans ce nouveau type de neurone n'implique pas le corps cellulaire : le signal passe directement des dendrites à l'axone – lequel est directement relié aux dendrites –, le tout sans passer par le corps cellulaire. En d'autres termes, lorsqu'un signal électrique circule dans ce nouveau type de neurones, il n'a pas besoin de passer par le corps cellulaire.

Ce nouveau type de neurone semble particulièrement performant : en ne stimulant que très faiblement ce neurone via injection d'un neurotransmetteur – le glutamate –, les auteurs de l'étude ont constaté qu'un signal électrique de forte intensité se propageait à travers le neurone.

Nouveau neurone

La question sous-jacente est pourquoi ces cellules de l’hippocampe ont besoin de ces “contournements” qui sautent sur le corps de la cellule. Cette trajectoire particulière semble faire que les cellules émettent des signaux plus forts et soient moins susceptibles d'inhiber leur réponse que les neurones fonctionnant par les voies traditionnelles. Cependant, on ne sait pas encore quels signaux utilisent ces canaux privilégiés et pourquoi.

La prochaine étape pour l'équipe de recherche est d'identifier la fonction biologique liée à ce neurone. Les réponses à cette question aideront à percer les mystères du lien entre le cerveau humain et la conscience.

Les scientifiques régénèrent les cellules nerveuses avec des cellules artificielles hybrides

Des scientifiques japonais de l'hôpital universitaire d'Osaka, selon une étude réalisée en mars 2015, ont mis au point un hybride cellulaire artificielle qui combine des cellules pluripotentes induites (iPS) avec des cellules nerveuses artificielles chez la souris, ce qui pourrait aider à développer des traitements moins invasifs que les actuels.

L'équipe a créé une base de cellules nerveuses artificielles ; par conséquent, les scientifiques ont réalisé une série de trous dans des polymères tubulaires afin de faciliter la localisation des cellules. Après cela, ils ont transformé des cellules iPS en un tronc cérébral qui peut se développer dans plusieurs types de tissus nerveux et ensemble avec des cellules artificielles.

Les cellules hybrides ont été transplantées dans une souris qui avait subi des lésions nerveuses sur les pattes postérieures et 6 mois après la transplantation, les chercheurs ont découvert environ 200 fils connectés avec le noyau des cellules du cerveau, environ quatre fois le nombre de fils trouvé dans les cellules normales nerveuses artificielles.

Les chercheurs veulent poursuivre les test sur leurs les résultats, qui seront publiés prochainement dans une revue médicale aux États-Unis, dans l'espoir que les cellules nerveuses hybrides puissent être utilisées chez l'homme dans les 5 ans.

Les méthodes actuelles pour le traitement de lésions nerveuses passent pour effectuer la transplantation de cellules nerveuses dans d’autres parties du corps du patient, une méthode qui peut provoquer un engourdissement dans les zones où les cellules sont prélevées. Un autre traitement emploie des cellules nerveuses artificielles en forme de tube pour favoriser la régénération des cellules, toutefois l’efficacité de la technique est limitée.

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